CN101738951A - 单片机按键输入和显示输出两用电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种单片机按键输入和显示输出两用电路，采用74HC595D串入并出的芯片，利用该芯片的串行输入并行输出的功能，单片机只需要采用三个普通的输入/输出(I/O)，加上简单的外围电路通过软件就可以实现对7个独立按键输入扫描和7个发光二极管输出显示控制。采用分时复用的策略，通过单片机程序控制，可以分时控制输出显示和分时扫描按键。与现有的技术相比，本发明既可直接作为多按键扫描输入又可以作为多显示输出的两用单片机复合电路，具有电路设计简单，成本低，适应性强，电路利用率高的特点。

Description

单片机按键输入和显示输出两用电路

技术领域

本发明涉及到一种单片机按键输入和显示输出电路，特别涉及一种单片机按键输入和显示输出两用电路，属于单片机应用控制技术领域。

背景技术

目前，在大多数单片机设计应用领域，按键扫描输入和显示输出电路是必不可少的部分。而传统的单片机按键输入和显示输出是分开独立设计的，常采用一个单片机I/O接口对应一个按键输入和另一个I/O接口对应一个显示输出，特别对按键和显示输出都有较多的应用的场合，这样会带来硬件设计电路的难度和产品成本的增加，也会造成单片机资源的浪费。将按键输入和显示输出独立分开设计，硬件电路结构复杂，不但不能有效的利用单片机资源，还会带来产品成本的增加和产品可靠性的降低等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种既可直接作为多按键扫描输入又可以作为多显示输出的两用单片机复合电路。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种单片机按键输入和显示输出两用电路，包括单片机和固化在单片机上用来控制电路的软件，带有8位寄存器的串入并出芯片，利用该芯片的串行输入并行输出的功能，单片机利用三个普通的输入/输出接口，加上简单的外围电路通过软件就可以实现对独立按键输入扫描和发光二极管输出显示控制。采用分时复用的策略，通过单片机程序控制，可以分时控制输出显示和分时扫描按键。

本发明的电路主要以74HC595D串入并出芯片为核心，74HC595D串入并出芯片是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。采用SHCP、STCP和DS三线控制，数据在SHCP的上升沿输入，在STCP的上升沿进入的存储寄存器中去。移位寄存器有一个串行移位输入(DS)，和一个串行输出(Q7’)，和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时(为低电平)，存储寄存器的数据输出到总线。本发明的电路中使能OE接低电平，芯片始终处于使能状态。电路可分为显示输出部分和按键输入部分，显示输出部分由显示控制三极管Q和发光二极管L1～L2组成；按键输入部分由按键SW1～SW7和普通二极管D1～D2组成。电路采用5V直流工作电源。采用分时复用的思想，由单片机定时器定时间隔对按键输入进行扫描和输出显示控制。

本发明创造的有益效果是：通过采用低成本单一串入并出芯片74HC595D和单片机的三个普通I/O口，实现对多键的输入扫描和多显示的输出，充分利用单片机的硬件资源，减少硬件设计成本，提高电路可靠性，一路两复用，电路灵活，适用范围广。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明一种单片机按键输入和显示输出两用电路的结构框图。

图2为本发明一种单片机按键输入和显示输出两用电路原理图。

图3为本发明一种单片机按键输入和显示输出两用电路软件实现的程序流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参照图1，为本发明的电路结构框图。主要包括串入并出芯片74HC595D模块、发光二极管显示输出模块、按键输入模块三部分。芯片与单片机接口采用三线制，电路还包括外围部分，具体参看图2，显示部分的三极管为控制显示电路的，主要是在按键扫描时可以防止发光二极管显示不正常。按键扫描输入部分接有二极管D1～D7，利用二极管的单向导电性可以阻止数据输入对发光二极管的影响。发光二极管端接有限流电阻R3～R9，保护发光二极管；在与单片机连接端接有上拉电阻R10～R13，增强驱动能力。

参看图3，为单片机软件实现程序流程图。采用分时复用的思想，利用单片机的定时器周期中断来完成数据显示和按键扫描，在送数据显示时，数据端口DS为显示数据输出端，在按键扫描输入时数据端口DS先输出判键数据再做输入扫描按键。具体实现为：如要控制灯L1发光，在显示处理时可在脉冲SHCP的配合下DS送数据0xf3(0b11111101)，在STCP的配合下，数据送置端口Q0～Q7，发光二极管L1发光，完成输出显示控制；扫描按键输入时为，如要扫描按键SW1，可先送数据0xf2(0b11111100)，再置DS端口为输入端判断该端口的高低输入状态，如有SW1键，则此时DS输入为0低电平，反之则为1高电平。其他按键依次类推。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。可以看出，电路结构简单，通过软件配合即可完成多按键输入和多显示输出功能。体现了本发明的优越性、适用性和灵活性。

Claims (5)

1.一种单片机按键输入和显示输出两用电路，包括单片机和固化在单片机上用来控制电路的软件，其特征是还包括有串行输入并行输出芯片模块，其串行输入口与单片机采用SHCP、STCP和DS三线连接的，串行输入并行输出芯片模块的并行输出口与发光二极管显示输出模块和按键输入模块连接。

2.根据权利要求1所述的单片机按键输入和显示输出两用电路，其特征是所述串行输入并行输出的芯片模块是74HC595D芯片。

3.根据权利要求1或2所述的单片机按键输入和显示输出两用电路，其特征是所述按键输出模块接有二极管D1～D7，所述发光二极管显示输出模块的发光二极管接有限流电阻R3～R9和控制三极管。

4.根据权利要求1或2所述的单片机按键输入和显示输出两用电路，其特征是串行输入并行输出芯片模块与单片机之间的DS线既做数据输出又做数据输入。

5.根据权利要求1所述的单片机按键输入和显示输出两用电路，其特征是所述的软件采用分时复用的思想来设计程序，处理步骤如下：

定时器20ms定时中断，中断累加置标志位，判断标志位奇偶性，奇数进行显示输出刷新；偶数进行按键扫描查询，循环对7个键进行扫描查询，查询结束后返回。

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